专利名称：一种钟罩容积反行程标定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于气体流量计量技术领域，具体涉及一种高准确度的钟罩容积反行
程标定装置。
背景技术：
钟罩式气体流量校准装置以钟罩作为主标准器，其流量测量原理为可动的等截 面圆筒形钟罩和固定的液槽构成一个容积可变的密封气腔，钟罩外壁设置有触发挡板，用 以标记计量容积，钟罩在运动过程中，触发挡板先后触发固定于液槽上的光电开关产生控 制信号，控制计时装置完成钟罩排出(或流入)特定气体量AV所需时间At的测量，由式 (1)计算得到标准体积流量qv : 《k=4^(1) A/ 式中，AV就是二光电开关间标记的容积。 由于常规钟罩的使用，均是用于空气流量的校准，尚无法直接用于标定氦气流量 计，而氦气流量计的校准应为钟罩反行程使用，正行程的标定无法满足钟罩在反行程时的 计量段容积准确度。

发明内容本实用新型的目的在于提供一种高准确度的钟罩容积反行程标定装置，其实现钟 罩计量容积的反行程高准确度的标定，真正模拟氦气流量标准装置的真实工作状态，进而 提高以钟罩为主标准器的氦气流量标准装置的测量准确度水平。 实现本实用新型目的的技术方案一种钟罩容积反行程标定装置，所述的钟罩和 固定的液槽构成一个容积可变的密封空腔，钟罩内密封空腔通过管路与密封容器的顶部连 接，所述的密封容器通过注水管路分别与小流量管路和大流量管路出口端连接，小流量管 路和大流量管路的入口端均通过管路与标准量器底部上的三通阀的一个口连接，在小流量 管路上设有电磁阀，在大流量管路上设有手动阀门；标准量器的底部上的三通阀另一个口 通过管路与高位水箱底部连接。 如上所述的一种钟罩容积反行程标定装置，其在钟罩上固定有触发挡板，在钟罩 侧面设有固定在液槽上的顶部和底部两个光电开关，当钟罩带动触发挡板上升，触发挡板 触发光电开关产生光电信号，由光电信号控制电磁阀关闭。 如上所述的一种钟罩容积反行程标定装置，其在密封容器内设有导流管，导流管 顶部与密封容器顶部的与小流量管路和大流量管路出口端连接的注水管路连接，导流管底 部延伸至密封容器底部中央，距底部5 10mm。 如上所述的一种钟罩容积反行程标定装置，其所述的标准量器为量入式标准量 器；所述的密封容器及小流量管路和大流量管路均为玻璃透明材料。 如上所述的一种钟罩容积反行程标定装置，其在高位水箱底部出口端管路上设有手动阀门；在密封容器与小流量管路和大流量管路相连接的注水管路上设有手动阀门；在 密封容器底部出口端管路上设有手动阀门；在密封容器顶部通向钟罩内部的管路上设有手 动阀门。 本实用新型的效果在于本实用新型所述的钟罩容积反行程标定装置，通过小流 量管路和大流量管路向密封容器注水，以电磁阀代替换向器，采用起始和终止两个光电开 关信号为关阀控制的校准方案，消除了常规动态校准时换向器开、关速度不一致性带来的 校准误差；密封容器及管道均为玻璃透明材料，部件垂直布置，层次分明，便于管道排气及 提高排水速度，提高了校准重复性和稳定性；密封容器内增设导流管，保证了在注水过程中 液面平稳上涨，避免了溅水以及器壁上留有微小气泡现象的发生，进一步提高了校准准确 度； 通过采用本实用新型装置，50L段的容积测量结果重复性为0. 013% ， 5L段的容积 测量结果重复性为0. 048%，装置的流量测量扩展不确定度达到0. 03% 0. 1% (k = 2)， 准确度达到了 0. 1级，同尺寸大小的钟罩能达到如此高准确度等级在国内外尚属领先。

图1传统动态质量法钟罩容量校准装置示意图； 图2本实用新型所述的钟罩容积反行程标定装置示意图； 图中l-钟罩；2、3、5、6、7_阀门；4_密封容器；8-换向器；9-回流管；10-水泵； 11-称量容器；12-称重设备；13-水池；14-高位水箱；26-三通阀；16-称重容器；17-电
子天平；18-电磁阀；19-小流量管路；15、20、23、28、29-手动阀门；21-密封容器；22-导流
管；24-标尺；25-标准量器；27-大流量管路；30_钟罩；3卜顶部光电开关；32_触发挡板；
33-底部光电开关；34-液槽。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型所述的一种钟罩容积反行程标定装置
作进一步描述。 如图2所示，本实用新型所述的一种钟罩容积反行程标定装置，由钟罩30和固定 的液槽34构成一个容积可变的密封空腔，在钟罩30上固定有触发挡板32，在钟罩30侧面 设有固定在液槽上的顶部和底部两个光电开关31、33。钟罩30内密封空腔通过管路与密 封容器21的顶部连接，在该管路上设有手动阀门29。在密封容器21底部出口端管路上设 有手动阀门23，在密封容器21内设有导流管22，导流管22底部延伸至密封容器21底部中 央(距底部10mm)，导流管22顶部与向密封容器21内注水的注水管路一端连接，小流量管 路19和大流量管路27出口端均连接在该注水管路另一端，在注水管路上设有手动阀门20。 在小流量管路19上设有电磁阀18，在大流量管路27上设有手动阀门28。小流量管路19 和大流量管路27的入口端均通过管路与量入式标准量器25底部上的三通阀26的一个口 连接，标准量器25的底部上的三通阀26另一个口通过管路与高位水箱14底部连接，在该 管路上设有手动阀门15。 上述的密封容器21及小流量管路19和大流量管路27均为玻璃透明材料，其中大 流量管路通径是小流量管路通径的5倍左右。软连接处为硅胶管，部件垂直布置，层次分明。 下面对采用本实用新型所述装置进行钟罩容积反行程标定方法作进一步描述。 (1)排气、预运行操作三通阀26，打开手动阀门15，使标准量器25与左侧的高位 水箱14相通，从高位水箱14相标准量器25内注水至满。关闭手动阀门15，再次操作三通 阀26，使标准量器与右侧小流量管路19和大流量管路27相通，打开电磁阀18和手动阀门 28、29，使水流入密封容器21中，如此循环几次，使各段管路充满水，以排尽其中空气，并使 各壁充分浸湿，关闭所有阀门； (2)操作三通阀26，使标准量器25与左侧的高位水箱14相通，向标准量器25内 注入适当量的水(保证步骤3中电磁阀18关断、水停止注入后标准量器内剩余水量约为待 标定段容积的0. 5%左右)，通过钟罩内的排气或充气调好钟罩位置，留出预备段(使钟罩 上触发挡板32离开底部光电开关33位置约lcm即可)； (3)操作三通阀26，使标准量器25与右侧小流量管路19和大流量管路27相通， 打开手动阀门20，此时由于电磁阀18处于接通状态，水便由标准量器25注入密封容器21 ， 钟罩30随之升起，待触发挡板32上升至底部光电开关33位置时，光电信号控制电磁阀18 关断，水停止注入，关闭手动阀门20 ; (4)操作三通阀26，使标准量器25与左侧的高位水箱14相通，补水至标准量器25 计量起始液位(由标尺24可读出标准容积值，此液位的容积应多出被校段容积的0. 5%左 右的余量)，并记录初始容积值； (5)操作三通阀26，使标准量器25与右侧小流量管路19和大流量管路27相通， 打开手动阀门20，然后打开手动阀门28以大流量注水使钟罩30继续上升，待触发挡板32 离开底部光电开关33后，电磁阀18也随即打开，此时水通过大流量管路27和小流量管路 19同时向密封容器21内注水。待触发挡板32距顶部光电开关31位置lcm左右时，关断手 动阀门28，此时水仅通过电磁阀18继续流入密封容器21中，当触发挡板32触发顶部光电 开关31时，光电信号再次控制电磁阀18关断，钟罩30停止上升； (6)操作三通阀26，将标准量器25内剩余的水排入到称重容器16中，用电子秤17 称出余水质量，通过计算可知注入密封容器21内的水体积值，即钟罩被标定段的容积值。 (7)打开手动阀门23，排出密封容器21中的水，同时钟罩下降，钟罩内部的气体被 置换到密封容器21内，(注意不要排空，保证密封容器内内外气体不交换)，然后关闭之， 至此，完成一次校准； 重复上述步骤(2) (7)，共六次，直至完成待标定段容积的校准。
权利要求一种钟罩容积反行程标定装置，所述的钟罩(30)和固定的液槽(34)构成一个容积可变的密封空腔，钟罩(30)内空腔通过管路与密封容器(21)的顶部连接，其特征在于所述的密封容器(21)通过注水管路分别与小流量管路(19)和大流量管路(27)出口端连接，小流量管路(19)和大流量管路(27)的入口端均通过管路与标准量器(25)底部上的三通阀(26)的一个口连接，在小流量管路(19)上设有电磁阀(18)，在大流量管路(27)上设有手动阀门(28)；标准量器(25)的底部上的三通阀(26)另一个口通过管路与高位水箱(14)底部连接。
2. 根据权利要求l所述的一种钟罩容积反行程标定装置，其特征在于在钟罩(30) 上固定有触发挡板(32)，在钟罩(30)侧面设有固定在液槽上的顶部和底部两个光电开关 (31、33)，当钟罩(30)带动触发挡板(32)上升，触发挡板(32)触发光电开关产生光电信 号，由光电信号控制电磁阀(18)关闭。
3. 根据权利要求1或2所述的一种钟罩容积反行程标定装置，其特征在于在密封容 器(21)内设有导流管(22)，导流管(22)顶部与密封容器(21)顶部的与小流量管路(19) 和大流量管路(27)出口端连接的注水管路连接，导流管(22)底部延伸至密封容器(21)底 部中央，距底部5 10mm。
4. 根据权利要求1或2所述的一种钟罩容积反行程标定装置，其特征在于所述的标 准量器(25)为量入式标准量器；所述的密封容器(21)及小流量管路(19)和大流量管路 (27)均为玻璃透明材料。
5. 根据权利要求1或2所述的一种钟罩容积反行程标定装置，其特征在于在高位水 箱(14)底部出口端管路上设有手动阀门(15);在密封容器(21)与小流量管路(19)和大 流量管路(27)相连接的注水管路上设有手动阀门(20);在密封容器(21)底部出口端管路 上设有手动阀门(23);在密封容器(21)顶部通向钟罩(30)内部的管路上设有手动阀门 (29)。
专利摘要本实用新型提供一种钟罩容积反行程标定装置。该装置中钟罩内空腔通过管路与密封容器的顶部连接，密封容器通过注水管路分别与小流量管路和大流量管路出口端连接，小流量管路和大流量管路的入口端均通过管路与标准量器底部上的三通阀的一个口连接，在小流量管路上设有电磁阀，在大流量管路上设有手动阀门；标准量器的底部上的三通阀另一个口通过管路与高位水箱底部连接。该实用新型装置可实现钟罩计量容积的反行程高准确度的标定，提高以钟罩为主标准器的氦气流量标准装置的测量准确度水平。
文档编号G01F25/00GK201540147SQ20092026603
公开日2010年8月4日 申请日期2009年11月3日 优先权日2009年11月3日
发明者孙凤举, 李强 申请人:北京航天计量测试技术研究所